3D打印技術(shù)在整復(fù)眼眶爆裂骨折和修復(fù)下頜骨缺損中的應(yīng)用研究
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【摘要】:研究背景:眼眶爆裂骨折是眼眶骨折中常見類型之一。近年來,隨著社會(huì)的快速發(fā)展,我國的汽車持有量井噴式增長,以及工業(yè)制造業(yè)飛速發(fā)展和社會(huì)生活節(jié)奏加快,交通事故傷、工傷和暴力打擊傷逐漸增多,這使得眼眶爆裂骨折的發(fā)病率逐年升高。眼眶爆裂骨折通常只累及眶壁,而眶緣無損傷,骨折可出現(xiàn)在任一眶壁,但主要發(fā)生于眶內(nèi)側(cè)壁和眶下壁,其中又以眶下壁骨折最為多見。眼眶爆裂骨折多伴有眶內(nèi)及眶周的軟組織損傷,如眼外肌和眶內(nèi)脂肪等軟組織移位、疝入上頜竇、篩竇等鄰近竇腔,和眶下神經(jīng)挫傷等。其軟硬組織損傷所致的臨床表現(xiàn)主要有復(fù)視、眼球內(nèi)陷、眼球運(yùn)動(dòng)障礙和眶下神經(jīng)支配區(qū)域感覺減退等,嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。眼眶爆裂骨折治療方法分為保守治療和外科手術(shù)治療。雖然保守治療對于某些程度的眼眶爆裂骨折有一定的療效,但是對于眼外肌及眶內(nèi)軟組織嵌頓者,早期未能及時(shí)復(fù)位,錯(cuò)過最佳治療時(shí)間,會(huì)造成傷者眼球內(nèi)陷、復(fù)視和眼球活動(dòng)受限等嚴(yán)重后果,所以在恰當(dāng)時(shí)機(jī)進(jìn)行外科手術(shù)治療仍是治療眼眶爆裂骨折最有效的方法。手術(shù)治療的目的是恢復(fù)正常的眼眶容積和解剖形態(tài)。應(yīng)早期復(fù)位疝出的眶內(nèi)軟組織、修補(bǔ)眶壁缺損以及填充人工材料,可矯正眼球內(nèi)陷、解除眼球運(yùn)動(dòng)障礙、矯正和改善復(fù)視癥狀。對于失去早期手術(shù)機(jī)會(huì)和保守治療無效的眼眶骨折,后期手術(shù)仍能達(dá)到較好的療效。傳統(tǒng)的眼眶爆裂骨折手術(shù)治療方式,是通過瞼下緣等切口顯露眶底等骨折區(qū)域,使疝出的眶內(nèi)容物復(fù)位,再將鈦網(wǎng)等植入骨折區(qū)域;植入的鈦網(wǎng),通常是術(shù)者依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行修整和塑形,難以準(zhǔn)確恢復(fù)眶壁的正常解剖形態(tài);又由于手術(shù)視野狹窄,術(shù)者無法清晰觀察骨折區(qū)域的解剖形態(tài),且骨折后眼眶正常的解剖結(jié)構(gòu)被破壞,無法準(zhǔn)確地根據(jù)骨折區(qū)域的形態(tài)塑形和修剪鈦網(wǎng),需要在手術(shù)區(qū)域內(nèi)反復(fù)進(jìn)行比對,對鈦網(wǎng)進(jìn)行反復(fù)調(diào)整、塑形,也增加了軟組織創(chuàng)傷風(fēng)險(xiǎn)。腫瘤切除或創(chuàng)傷等因素造成下頜骨體部缺損是口腔頜面外科常見疾病之一,會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的顏面部畸形,并造成語言和咀嚼功能的障礙,需要及時(shí)予以修復(fù)。髂骨的厚度及自然曲度與下頜骨體部類似,是下頜骨體部修復(fù)的理想自體骨材料。在利用游離髂骨修復(fù)下頜骨體部缺損時(shí),其內(nèi)固定所用的重建鈦板通常要在截除下頜骨之前先沿著下頜骨外側(cè)面弧度進(jìn)行塑形,以保證在下頜骨截除及髂骨移植修復(fù)后能精確恢復(fù)患者的上下頜咬合關(guān)系和頜面部形態(tài)。但是,對于擬截除的下頜骨外側(cè)面有瘤性隆起或腫瘤侵犯的病例,就無法在下頜骨截除之前根據(jù)下頜骨外側(cè)面弧度對重建鈦板進(jìn)行塑形,通常只能術(shù)中在下頜骨截除之后根據(jù)術(shù)者的經(jīng)驗(yàn)來塑形鈦板,難以精確恢復(fù)患者的咬合關(guān)系和頜面部形態(tài)。近年來,3D打印風(fēng)靡全球。3D打印技術(shù)是一種將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)、精密伺服驅(qū)動(dòng)、新材料等先進(jìn)技術(shù)集于一體,具有很高科技含量的綜合性應(yīng)用技術(shù)。3D打印技術(shù)具有的快速性、準(zhǔn)確性,以及對復(fù)雜形狀實(shí)體的完成特性使其展現(xiàn)出非常廣闊的應(yīng)用前景。3D打印技術(shù)已應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活的各個(gè)方面,如工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑、汽車制造、航空航天和醫(yī)療(包括牙科)等領(lǐng)域。3D打印技術(shù)已應(yīng)用于醫(yī)學(xué)的眾多領(lǐng)域,在臨床醫(yī)學(xué)中3D打印技術(shù)已應(yīng)用于頭顱和椎骨模型及椎骨、肩胛骨、鎖骨、股骨頭和顱骨缺損修復(fù)體等植入物的制造。在口腔醫(yī)學(xué)中已用于嵌體制作、冠修復(fù)、全口義齒制作、種植導(dǎo)板、基臺(tái)和種植義齒制作等。在口腔頜面外科領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用,如:下頜角肥大矯正術(shù)的截骨導(dǎo)板的制備,顴骨復(fù)合體粉碎性骨折復(fù)位和內(nèi)固定用的模型制備等。本研究擬將3D打印技術(shù)應(yīng)用于鈦網(wǎng)整復(fù)眼眶爆裂骨折,以精確恢復(fù)眼眶的正常解剖結(jié)構(gòu)和容積,解決復(fù)視和眼球內(nèi)陷等問題;擬將3D打印技術(shù)應(yīng)用于重建鈦板與髂骨移植修復(fù)下頜骨體部缺損,以精確恢復(fù)頜面部外形和正常咬合關(guān)系。實(shí)驗(yàn)一:3D打印技術(shù)在眼眶爆裂骨折整復(fù)中的應(yīng)用研究研究目的:面部外傷導(dǎo)致的眼眶爆裂骨折常發(fā)生于眶下壁和/或眶內(nèi)側(cè)壁,導(dǎo)致眼眶容積增大,眶內(nèi)容物通過骨折間隙疝入上頜竇和篩竇,出現(xiàn)眼球內(nèi)陷和復(fù)視,需要給予整復(fù)。眼眶爆裂骨折常用的整復(fù)方法是將疝入上頜竇和篩竇的眶內(nèi)容物復(fù)位后,在骨折表面襯墊鈦網(wǎng)等植入物,以阻止眶內(nèi)容物的再次疝入,恢復(fù)眼眶的正常形態(tài)和容積,解決眼球內(nèi)陷和復(fù)視等問題。但是,眶下壁和眶內(nèi)側(cè)壁的形態(tài)不規(guī)則,而襯墊的鈦網(wǎng)通常是在術(shù)中由術(shù)者根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)來手工彎制和塑形,難以精確恢復(fù)眶壁的原有形態(tài),整復(fù)效果難以得到保障。本研究擬利用計(jì)算機(jī)輔助快速成型技術(shù)在術(shù)前先對鈦網(wǎng)進(jìn)行精確塑形,再將其植入眶壁骨折區(qū)域,以精確恢復(fù)眶壁的原有形態(tài)和容積。研究方法:1.一般資料我院口腔科于2014年5月—2015年9月共收治眼眶爆裂骨折12例。其中男9例,女3例,年齡19-51歲,平均33.6歲。致傷原因:交通事故傷6例,暴力傷5例,墜落傷1例。骨折部位:眶下壁8例、眶內(nèi)側(cè)壁2例、眶下壁和眶內(nèi)側(cè)壁復(fù)合骨折2例。臨床表現(xiàn)為眼球內(nèi)陷、復(fù)視和眼球運(yùn)動(dòng)受限。入選條件:(1)CT檢查顯示眶壁骨折,(2)眼球完整、無破裂,(3)未伴發(fā)其他頜面部骨折。手術(shù)指征:(1)眼球運(yùn)動(dòng)受限,(2)復(fù)視,(3)CT檢查明確眶下壁和/或眶內(nèi)側(cè)壁骨折。手術(shù)時(shí)間:傷后1周內(nèi)手術(shù)者9例,1周-3周手術(shù)者3例。2.眼眶容積測定所有患者均在術(shù)前及術(shù)后3個(gè)月行眼眶CT掃描。CT圖像的軸向位與冠狀位層厚均為0.75mm。對CT數(shù)據(jù)應(yīng)用SIEMENS Syngo.via VB30圖像處理軟件進(jìn)行眼眶容積測定。以眶外側(cè)壁前緣至眶內(nèi)側(cè)壁前緣的連線為前界,沿眼眶骨性邊界向后至視神經(jīng)孔,描繪所有層面邊界,每個(gè)掃描層厚度乘以每層面積的總和即為眼眶容積。通過這種方式測算出術(shù)前和術(shù)后的忠側(cè)及健側(cè)的眼眶容積。正常人左右兩側(cè)眼眶容積完全相等,因此,患側(cè)眼眶容積減健側(cè)眼眶容積即為眼眶容積差。3.眼球突度測量在CT軸位圖像上顯示眼球最大徑。如果患側(cè)眼球有內(nèi)陷時(shí),在左右兩側(cè)眼球最大徑層面中間選擇一層面,使雙側(cè)眼球斷面對稱。測量角膜最突點(diǎn)到雙側(cè)眶外緣最前點(diǎn)連線間的垂直距離,作為眼球突度值。測量術(shù)前1天及術(shù)后3個(gè)月的患側(cè)及健側(cè)的眼球突度。健側(cè)眼球突度減患側(cè)眼球突度即為眼球突度差。4.3D打印模型制備和鈦網(wǎng)塑形 根據(jù)術(shù)前眼眶CT掃描數(shù)據(jù),利用Geomagic Studio 12.0軟件及鏡像和反求技術(shù),在計(jì)算機(jī)上以健側(cè)眼眶為模板重塑患側(cè)眼眶正常形態(tài)。將重塑后的患側(cè)眼眶模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為STL格式后傳送至3D打印機(jī)(Makerbot Replicator 2X,美國),打印出眼眶樹脂模型。在此模型上,對擬植入的鈦網(wǎng)進(jìn)行塑形,修剪鈦網(wǎng)使其大小超出骨折區(qū)域1-2mm,超聲震蕩清洗后高溫高壓消毒備用。5.手術(shù)方法在全身麻醉下,采用險(xiǎn)緣下切口,切開皮膚、皮下組織以及眼輪匝肌,顯露眶下緣骨膜,切開骨膜,在骨膜下剝離,顯露眶下壁和眶內(nèi)側(cè)骨折區(qū)域,使嵌入上頜竇和篩竇的軟組織復(fù)位,注意保護(hù)鼻淚管、眶下神經(jīng)和視神經(jīng),將塑形好的鈦網(wǎng)植入骨折區(qū)域,用2-4個(gè)鈦釘將鈦網(wǎng)固定于眶下緣處。進(jìn)行眼轉(zhuǎn)向試驗(yàn)證實(shí)眼球被動(dòng)活動(dòng)自如后,分層縫合傷口。6.統(tǒng)計(jì)分析采用IBM SPSS Statistics20軟件包對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(X±s)表示,采用配對t檢驗(yàn)比較術(shù)前術(shù)后患側(cè)眼眶容積及眼球突度改變量,檢測手術(shù)治療后眼眶容積和眼球突度恢復(fù)情況。P0.05認(rèn)為兩組數(shù)據(jù)之間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。7.評(píng)價(jià)指標(biāo)通過臨床和CT檢查,患者主觀感受,評(píng)價(jià)其復(fù)視、眼球運(yùn)動(dòng)、眼球內(nèi)陷和眼眶容積的恢復(fù)情況及鈦網(wǎng)的在位情況。研究結(jié)果:1.所有病例手術(shù)順利,術(shù)前預(yù)彎的鈦網(wǎng)不需要在術(shù)中再次塑形和修剪,CT檢查結(jié)果顯示植入的鈦網(wǎng)與眶壁貼合緊密。隨訪3-12月,所有患者復(fù)視癥狀消失,患側(cè)眼眶容積得到理想恢復(fù),患側(cè)眼球突度得到理想恢復(fù),眼球內(nèi)陷得到理想矯正,眼球運(yùn)動(dòng)無受限。所有患者均未發(fā)生下瞼退縮、眶下神經(jīng)損傷、鼻淚管損傷、植入材料術(shù)后感染、排出或移位等并發(fā)癥。2.術(shù)前患側(cè)眼眶容積差為(2.57±0.43mL),術(shù)后為(-0.09±0.60mL),兩者有顯著差異(P0.001)。術(shù)前患側(cè)眼球突度差為(2.21±0.90mm),術(shù)后為(0.16±0.50mm),兩者有顯著差異(P0.001)。表明通過手術(shù)治療,患側(cè)眼眶容積和眼球突度恢復(fù)至正常水平,與健側(cè)相近。研究結(jié)論:1.應(yīng)用3D打印技術(shù)輔助制作個(gè)性化的鈦網(wǎng)用于眼眶爆裂骨折的整復(fù),能精確恢復(fù)眼眶的解剖形態(tài)和容積,消除眼球內(nèi)陷。2.應(yīng)用3D打印技術(shù)輔助制作個(gè)性化的鈦網(wǎng)用于眼眶爆裂骨折的整復(fù),治療程序便捷、安全、有效。實(shí)驗(yàn)二:3D打印技術(shù)在髂骨修復(fù)下頜骨體部缺損中的應(yīng)用研究研究目的:探討基于 3D打印技術(shù)制備的個(gè)性化重建鈦板在髂骨移植修復(fù)下頜骨體部缺損中的應(yīng)用效果。研究方法:1.一般資料我院口腔科于2013年10月—2015年10月共收治下頜骨腫瘤患者6例。其中男4例,女2例,年齡24-56歲,平均45.1歲。其中下頜骨成釉細(xì)胞4例,下頜骨中心鱗癌2例,均經(jīng)病理證實(shí)。臨床表現(xiàn):下頜部隆起、下唇麻木和牙齒松動(dòng)等。全景片和CT檢查:下頜骨體部松質(zhì)骨內(nèi)有蟲蝕狀骨質(zhì)破壞或多房性囊性陰影。2.3D打印模型制備和鈦網(wǎng)塑形根據(jù)術(shù)前頜面部CT掃描數(shù)據(jù),利用Geomagic Studio 12.0軟件及鏡像和反求技術(shù),在計(jì)算機(jī)上以健側(cè)下頜骨為模板重塑患側(cè)下頜骨正常形態(tài)。將重塑后的患側(cè)下頜骨模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為STL格式后傳送至3D打印機(jī),打印出下頜骨樹脂模型。根據(jù)CT掃描顯示的腫瘤邊界,模擬截骨范圍,在樹脂模型標(biāo)記截骨線,然后在此模型上對擬植入的重建鈦板進(jìn)行塑形,高溫高壓消毒備用。3.手術(shù)方法 在全身麻醉下,根據(jù)術(shù)前CT掃描確定的腫瘤邊界和截骨線進(jìn)行腫瘤擴(kuò)大切除和下頜骨節(jié)段截除后,用塑形好的重建鈦板橋接骨缺損兩端,再切取同側(cè)髂骨植入骨缺損區(qū),鈦釘內(nèi)固定。4.評(píng)價(jià)指標(biāo)術(shù)后通過臨床檢查及X線和CT檢查,觀察患者的面部外形和咬合關(guān)系恢復(fù)情況,語言、咀嚼和吞咽等功能恢復(fù)情況,以及傷口愈合和移植骨成活情況。研究結(jié)果:在6例病例中,有5例手術(shù)順利,預(yù)彎的重建鈦板不需要術(shù)中再次塑形,植入的鈦板與缺損兩端的下頜骨外側(cè)面貼合緊密;術(shù)后隨訪3-12個(gè)月,經(jīng)臨床和CT檢查未見腫瘤復(fù)發(fā)。頜面部外形恢復(fù)良好,兩側(cè)基本對稱,余留牙咬合關(guān)系恢復(fù)良好,咀嚼功能恢復(fù)良好;說話語音清淅,無張口受限。1例術(shù)后3周出現(xiàn)頜下區(qū)傷口感染腫脹,經(jīng)切開引流和靜脈輸注抗菌素后,仍然出長期的傷口流膿,清除植骨塊和重建鈦板后傷口痊愈,植骨失敗。研究結(jié)論:應(yīng)用3D打印技術(shù)預(yù)成型的重建鈦板適用于髂骨移植修復(fù)下頜骨體部缺損的內(nèi)固定。
【關(guān)鍵詞】:3D打印技術(shù) 眼眶爆裂骨折 下頜骨缺損 鈦網(wǎng) 重建鈦板 整復(fù)
【學(xué)位授予單位】:南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:R782.2;R779.6
【目錄】:
- 摘要3-10
- ABSTRACT10-19
- 前言19-21
- 第一章 3D打印技術(shù)在眼眶爆裂骨折整復(fù)中的應(yīng)用研究21-57
- 1. 研究目的21
- 2. 材料與方法21-31
- 3. 結(jié)果31-33
- 4. 典型病例33-41
- 5. 討論41-52
- 6. 結(jié)論52
- 參考文獻(xiàn)52-57
- 第二章 3D打印技術(shù)在髂骨修復(fù)下頜骨體部缺損中的應(yīng)用研究57-73
- 1. 研究目的57
- 2. 材料與方法57-59
- 3. 結(jié)果59
- 4. 典型病例59-66
- 5. 討論66-70
- 參考文獻(xiàn)70-73
- 攻讀碩士期間發(fā)表的論文73-75
- 致謝75-77
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